在滴滴云 DC2 云服务器上使用 LVM 管理磁盘

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本文详细介绍LVM(Logical Volume Manager)的原理与实践，包括物理卷(PV)、卷组(VG)、逻辑卷(LV)的概念及操作流程。通过实例演示如何使用LVM进行磁盘空间的动态管理和扩展，适用于系统管理员和技术人员。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

LVM 是 Logical Volume Manager（逻辑卷管理器）的简写。

LVM 将一个或多个硬盘的分区在逻辑上集合，相当于一个大硬盘来使用，当硬盘的空间不够使用的时候，可以继续加入其它的硬盘分区，以此实现磁盘空间的动态管理，相对于普通的磁盘分区具有更大的灵活性。

与传统的磁盘与分区相比，LVM 为计算机提供了更高层次的磁盘存储。它使系统管理员可以更方便的为用户分配存储空间。在 LVM 管理下的存储卷可以按需要随时改变大小与移除（可能需对文件系统工具进行升级）。

LVM 具有分层结构，涉及物理卷 PV，卷组 VG，逻辑卷 LV 等概念：

  • 物理卷 PV（Physical Volume）：硬盘分区后但还未格式化为文件系统，可使用 pvcreate 命令将分区创建为 PV，其对应的 system ID 为 8e 即 LVM 格式所对应的系统标识符。
  • 卷组 VG（Volume Group）: 将多个 PV 组合起来，使用 vgcreate 创建卷组，这样卷组就可以包含多个 PV，相当于重新组合多个分区后所得到的磁盘。虽然 VG 是组合了多个 PV，但创建 VG 时会将 VG 所有的空间根据指定的 PE 大小划分为多个 PE，在 LVM 模式中存储都是以 PE 为单元，类似于文件系统中的 BLOCK。
  • 物理块 PE（Physical Extent）：PE 是 VG 的存储单元，实际的数据都是存储在 PE 中
  • 逻辑卷 LV（Logical Volume）：VG 相当于组合的多个硬盘，则 LV 相当于分区，只不过该分区是通过 VG 进行划分的。VG 中存在很多 PE，可以指定将多少个 PE 划分给一个 LV，也可以直接指定大小来划分。划分为 LV 后就相当于划分了分区，仅需要对 LV 进行格式化文件系统即可。
  • 逻辑块 LE（Logical Extent）: PE 是物理存储单元，而 LE 则是逻辑存储单元，即 LE 为 LV 中的逻辑存储单元，与 PE 大小一致。从 VG 中划分 LV，实际上就是从 VG 中划分 PE，而划分 LV 后称之为 LE，而不是 PE 了。上述概念的关系如下图所示：

在 滴滴云 控制台向测试 VM 添加两块云盘，登录 VM 后查看云盘状态如下，VDA 为 VM 自带磁盘，VDB，VDC 为新添加的云盘，下面使用 LVM 对新增云盘进行管理： 


fdisk -l
Disk /dev/vda: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk label type: dos
Disk identifier: 0x000b2f10
   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/vda1   *        2048    41943006    20970479+  83  Linux
Disk /dev/vdb: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk label type: dos
Disk identifier: 0x119da33d
   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
Disk /dev/vdc: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes

  1. 在VDB，VDC 上创建分区，并改变分区类型为 8e 

    
Disk /dev/vdb: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk label type: dos
Disk identifier: 0x119da33d
Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/vdb1            2048    41943039    20970496   8e  Linux LVM
Disk /dev/vdc: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk label type: dos
Disk identifier: 0xda0158ee
Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/vdc1            2048    41943039    20970496   8e  Linux LVM

  2. 准备物理卷 PV 

    
[root

@10

-254-46-127 home]# pvcreate /dev/vdb1
Physical volume "/dev/vdb1" successfully created.
[root

@10

-254-46-127 home]# pvcreate /dev/vdc1
Physical volume "/dev/vdc1" successfully created.
[root

@10

-254-46-127 home]# pvdisplay
"/dev/vdb1" is a new physical volume of "<20.00 GiB"
--- NEW Physical volume ---
PV Name               /dev/vdb1
VG Name
PV Size               <20.00 GiB
Allocatable           NO
PE Size               0
Total PE              0
Free PE               0
Allocated PE          0
PV UUID               ilx3U6-jN8d-p31W-Jnwn-bO0D-gDUy-Ywy0v9
"/dev/vdc1" is a new physical volume of "<20.00 GiB"
--- NEW Physical volume ---
PV Name               /dev/vdc1
VG Name
PV Size               <20.00 GiB
Allocatable           NO
PE Size               0
Total PE              0
Free PE               0
Allocated PE          0
PV UUID               4Aiksq-NTwH-ZzPP-NPBw-ELjk-ITV7-nRDXuv

  3. 准备卷组 VG 

    
[root

@10

-254-46-127 home]# vgcreate vg1 /dev/vdb1 /dev/vdc1
 Volume group "vg1" successfully created
[root

@10

-254-46-127 home]# vgdisplay
--- Volume group ---
 VG Name               vg1
 System ID
 Format                lvm2
 Metadata Areas        2
 Metadata Sequence No  1
 VG Access             read/write
 VG Status             resizable
 MAX LV                0
 Cur LV                0
 Open LV               0
 Max PV                0
 Cur PV                2
 Act PV                2
 VG Size               39.99 GiB
 PE Size               4.00 MiB
 Total PE              10238
 Alloc PE / Size       0 / 0
 Free  PE / Size       10238 / 39.99 GiB
 VG UUID               lUPgSx-CKcw-4juK-IhMP-qiRb-muVK-c9xKL9

  4. 创建逻辑卷 LV

    向 LV 存储数据时，主要有线性模式和条带模式两种模式。

    线性模式（Linear） 是先将数据存储在属于同一个 PV 的 PE，然后再向下一个 PV 中的 PE 。

    条带模式（Striped） 是指将一份数据拆分为多份，分别写入该 LV 对应的每个 PV 中，因此读写性能会优于线性模式。

    默认情况下创建的 LV 采用线性模式，如果有需要，可以选择条带模式。 

    
[root

@10

-254-46-127 home]# lvcreate -L 30G -n lv1 vg1
WARNING: ext4 signature detected on /dev/vg1/lv1 at offset 1080. Wipe it? [y/n]: y
 Wiping ext4 signature on /dev/vg1/lv1.
 Logical volume "lv1" created.
[root

@10

-254-46-127 home]#
[root

@10

-254-46-127 home]# lvdisplay
 --- Logical volume ---
 LV Path                /dev/vg1/lv1
 LV Name                lv1
 VG Name                vg1
 LV UUID                TKR12d-lntX-TSl6-RX2m-7mjD-r7we-AxO0Ga
 LV Write Access        read/write
 LV Creation host, time 10-254-46-127, 2018-12-30 21:19:11 +0800
 LV Status              available
 # open                 0
 LV Size                30.00 GiB
 Current LE             7680
 Segments               2
 Allocation             inherit
 Read ahead sectors     auto
 - currently set to     8192
 Block device           252:0

  5. 创建逻辑卷并格式化，挂载 

    
[root

@10

-254-46-127 home]# mkfs.ext4 /dev/vg1/lv1
mke2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Filesystem label=
OS type: Linux
Block size=4096 (log=2)
Fragment size=4096 (log=2)
Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks
1966080 inodes, 7864320 blocks
393216 blocks (5.00%) reserved for the super user
First data block=0
Maximum filesystem blocks=2155872256
240 block groups
32768 blocks per group, 32768 fragments per group
8192 inodes per group
Superblock backups stored on blocks:
   32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736, 1605632, 2654208,
   4096000
Allocating group tables: done
Writing inode tables: done
Creating journal (32768 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done
[root

@10

-254-46-127 home]#
[root

@10

-254-46-127 home]# mount /dev/vg1/lv1 /lvm-mount/
[root

@10

-254-46-127 home]# df -lh
Filesystem           Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/vda1             20G  1.9G   19G  10% /
devtmpfs             476M     0  476M   0% /dev
tmpfs                497M     0  497M   0% /dev/shm
tmpfs                497M   57M  440M  12% /run
tmpfs                497M     0  497M   0% /sys/fs/cgroup
tmpfs                100M     0  100M   0% /run/user/1000
/dev/mapper/vg1-lv1   30G   45M   28G   1% /lvm-mount

  6. 扩展一个 LV
    调整逻辑卷大小的功能是 LVM 最有用的功能。这个部分会讨论我们怎么样扩展一个存在的逻辑卷。

    下面，我们将会扩展先前创建的逻辑卷 ‘LV1’ 扩大到 200MB。注意，调整逻辑卷大小之后，也需要对文件系统调整大小进行匹配。这个额外的步骤各不相同，取决于创建文件系统的类型。

    在本文中，我们使用 ‘LV1’ 创建了 Ext4 类型的文件系统，所以这里的操作是针对 Ext4 文件系统的。 

    
[root

@10

-254-46-127 home]# umount /lvm-mount/
[root

@10

-254-46-127 home]#
[root

@10

-254-46-127 home]# lvresize -L 35G /dev/vg1/lv1
 Size of logical volume vg1/lv1 changed from 30.00 GiB (7680 extents) to 35.00 GiB (8960 extents).
 Logical volume vg1/lv1 successfully resized.
[root

@10

-254-46-127 home]#
[root

@10

-254-46-127 home]# e2fsck -f /dev/vg1/lv1
e2fsck 1.42.9 (28-Dec-2013)
Pass 1: Checking inodes, blocks, and sizes
Pass 2: Checking directory structure
Pass 3: Checking directory connectivity
Pass 4: Checking reference counts
Pass 5: Checking group summary information
/dev/vg1/lv1: 11/1966080 files (0.0% non-contiguous), 167453/7864320 blocks
[root

@10

-254-46-127 home]#
[root

@10

-254-46-127 home]#
[root

@10

-254-46-127 home]# resize2fs /dev/vg1/lv1
resize2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Resizing the filesystem on /dev/vg1/lv1 to 9175040 (4k) blocks.
The filesystem on /dev/vg1/lv1 is now 9175040 blocks long.
[root

@10

-254-46-127 home]# lvdisplay
 --- Logical volume ---
 LV Path                /dev/vg1/lv1
 LV Name                lv1
 VG Name                vg1
 LV UUID                TKR12d-lntX-TSl6-RX2m-7mjD-r7we-AxO0Ga
 LV Write Access        read/write
 LV Creation host, time 10-254-46-127, 2018-12-30 21:19:11 +0800
 LV Status              available
 # open                 0
 LV Size                35.00 GiB
 Current LE             8960
 Segments               2
 Allocation             inherit
 Read ahead sectors     auto
 - currently set to     8192
 Block device           252:0
[root

@10

-254-46-127 home]# mount /dev/vg1/lv1 /lvm-mount/
[root

@10

-254-46-127 home]# df -lh
Filesystem           Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/vda1             20G  1.9G   19G  10% /
devtmpfs             476M     0  476M   0% /dev
tmpfs                497M     0  497M   0% /dev/shm
tmpfs                497M   57M  440M  12% /run
tmpfs                497M     0  497M   0% /sys/fs/cgroup
tmpfs                100M     0  100M   0% /run/user/1000
/dev/mapper/vg1-lv1   35G   48M   33G   1% /lvm-mount

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